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2019-2020年高中化學 8.1《有機高分子材料簡介》教案 舊人教版必修2 教學目的 1．使學生對有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有一個初步的了解。 2．初步懂得有關(guān)單體、結(jié)構(gòu)單元、聚合度，熱固性，熱塑性等概念的含義。 3．一般了解有機高分子材料在生活中以及國民經(jīng)濟中的應用。 教學重點 線型高分子和體型高分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及區(qū)別。 教學過程： [引入]寫出下列物質(zhì)的分子式和發(fā)生聚合反應的化學方程式。 　?。?）乙烯；（2）氯乙烯 　　（1）乙烯：CH2=CH2，發(fā)生聚合反應的方程式為 　　我們得到了兩種分子量很大，結(jié)構(gòu)呈長鏈狀，分子量遠遠超過我們以前所學一些有機化合物如烴類、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖的化合物，這就是我們今天所要講授的內(nèi)容－合成材料。 　　[講授新知]前面我們已經(jīng)學習了無機非金屬材料和金屬材料，今天我們開始學習高分子材料。按來源分，高分子材料可分為天然高分子材料和人工合成高分子材料，我們將材料的分類列為表1。 表1　　材料分類 　　我們上一章曾經(jīng)學習過一些天然高分子材料，如棉花、羊毛、天然橡膠等，而我們本節(jié)所要學習的是人工合成高分子材料。人工合成高分子材料的種類和使用量要遠遠大于天然高分子材料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活有著極為重要的作用，我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫乃芰洗?、化纖服裝、膠鞋等都是高分子材料，本節(jié)我們將有機高分子材料做一簡要介紹。 第一節(jié)　　有機合成高分子材料簡介 　　一、有機高分子化合物 　　1．高分子化合物 　　我們以前學過的一些有機化合物如烴類、醇、醛、酯等化合物，它們的相對分子質(zhì)量較低，稱為低分子化合物；而有機高分子化合物，例如我們上面所得到的聚乙烯、聚氯乙烯，它們的分子量都在幾萬甚至幾十萬以上，稱為高分子化合物。高分子化合物和低分子化合物的主要區(qū)別一是相對原子質(zhì)量，二是性質(zhì)，有機高分子化合物的熔、沸點一般較高，表現(xiàn)出一定的強度和硬度。高分子化合物雖然分子質(zhì)量較大，便通常結(jié)構(gòu)并不復雜，它們是由簡單的結(jié)構(gòu)單元重復連接而成的。下面我們來探討有機高分子結(jié)構(gòu)中的幾個重要概念。 　　2．單體、鏈節(jié)和聚合度 　 聚乙烯分子可以用來表示，它是由成千上萬的乙烯分子聚合而成的。 　?。?）鏈節(jié)：高分子化合物中重復出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)單元，如聚乙烯的結(jié)構(gòu)單元是－CH2—CH2—。 　?。?）聚合度：聚乙烯分子結(jié)構(gòu)中的n值表示高分子化合物中鏈節(jié)的重復次數(shù)，n值越大，相對分子質(zhì)量越大。 　?。?）單體：能合成高分子化合物的小分子物質(zhì)，如聚乙烯的單體是CH2=CH2。 　　說明： 　?。?）高分子化合是通過小分子化合物（即單體）通過聚合反應制得的。 　?。?）高分子化合物可以看做是成千上萬個鏈節(jié)重復連接而成的。 　　（3）高分子化合物的相對分子質(zhì)量＝鏈節(jié)的式量 聚合度（n）。 　?。?）我們見到的一些高分子材料是由許許多多n值不同的高分子構(gòu)成的，因而高分子化合物是混合物，測得的相對分子質(zhì)量是平均值。 　　二、有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)特點 　　有機高分子化合物的結(jié)構(gòu)可分為線型高分子和體型高分子，（指導學生觀察課本相關(guān)圖片）。 　　1．線型結(jié)構(gòu) 　　有些高分子由一個個鏈節(jié)連接起來，成千上成鏈節(jié)連成長鏈，如淀粉和纖維素的長鏈是由C—C鍵和C—O鍵相連接的，聚乙烯和聚氯乙烯是由C—C鍵相連接的，線性結(jié)構(gòu)的高分子材料，可以帶支鏈，也可以不帶支鏈。線型結(jié)構(gòu)的高分子材料兩個鏈間只有分子間作用力，沒有化學鍵，而這一分子間的作用力隨相對分子質(zhì)量的增大而增強。 　　2．體型結(jié)構(gòu) 　　體型結(jié)構(gòu)是高分子鏈上能起反應的官能團跟別的單體或別的物質(zhì)發(fā)生反應，分子鏈之間形成化學鍵產(chǎn)生一些交聯(lián)，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如硫化橡膠等，如圖所示： 　　橡膠硫化后，由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，橡膠制品會變得更加堅韌和富有彈性。 　　三、有機高分子化合物的基本性質(zhì) 　　1．溶解性 　　[演示實驗1] 取有機玻璃粉末0.5g放入試管中，加入10mL三氯甲烷，觀察溶解的情況。 　　[演示實驗2]　取廢輪胎上刮下的一些橡膠粉末0.5g放入試管中，加入10mL汽油，觀察粉末是否溶解。 　　結(jié)論：線型高分子材料能溶解在適當?shù)娜軇┲?，但溶解速度比小分子緩慢；體型結(jié)構(gòu)的高分子材料不易溶解，只是有一定程度的溶脹。 　　2．熱塑性和熱固性 　　[演示實驗3]在一支試管中放入聚乙烯塑料碎片約3g，用酒精燈緩緩加熱，觀察塑料碎片軟化和熔化的情況，等熔化后立即停止加熱以防分解。等冷卻固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 　　[結(jié)論]聚乙烯塑料受熱到一定溫度范圍時，開始變軟，直到熔化成流動的液體。冷卻后又變?yōu)楣腆w。加熱后又熔化，這種現(xiàn)象就是線型高分子的熱塑性。 　　[說明]有些體型高分子一經(jīng)加工成型就不會受熱熔化，因而具有熱固性，如酚醛樹脂。 　　3．強度 　　有機高分子化合物的強度一般都比較大。體型高分子化合物具有彈性，硬度和脆性比較??；線型高分子化合物沒有彈性，硬度和脆性較大。 　　4．電絕緣性 　　高分子化合物鏈里的原子是以共價鍵結(jié)合的，一般不易導電，所以高分子材料通常是很好的絕緣材料，廣泛應用于電氣工業(yè)上，如我們大家熟悉的開關(guān)面板，就是用酚醛樹脂（俗稱電木制造的）。 　　小結(jié)： 表2　　高分子化合物的比較 線性高分子化合物 體型高分子化合物 結(jié)構(gòu)特征 由許多鏈節(jié)通過化學鍵相互連接成長鏈狀，可帶支鏈，也可以不帶支鏈。 除具有線型高分子的長鏈狀結(jié)構(gòu)外，長鏈之間通過化學鍵產(chǎn)生交聯(lián)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 性質(zhì) 溶解性 可溶解在適當?shù)娜軇┲?，但溶解速度比起小分子化合慢，最后形成均勻的高分子溶液? 不易溶解，長期浸泡在溶劑中只能發(fā)生一定程度的溶脹。 受熱變化情況 具有熱塑性，在一定溫度范圍內(nèi)，受熱軟化、熔化成流動的液體，冷卻后又變固體，具有良好的可塑性。 具有熱固性，加熱成型后受熱不能熔化。 強度 較大 電絕緣性 一般不易導電，通常是電絕緣材料。 實例 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 酚醛樹脂（電木）